乌优特露天煤矿边坡稳定性优化设计.pdf

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1、·30·露天采矿技术2014~；3期重雷固DOI：10．13235／j．enki．Item．2014．03．010乌优特露天煤矿边坡稳定性优化设计曹克楠(中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司，北京100120)摘要：通过对乌优特露天矿工程地质条件、岩土强度参数的分析，运用极限平衡法中的瑞典条分法和简化Bishop法对乌优特露天矿的边坡的稳定性进行计算分析，计算结果显示显示其边坡稳定系数在1．3以上，边帮稳定性较好，符合规范要求。关键词：露天煤矿；边坡稳定性；优化设计中图分类号：TD854．6文献标志码：B文章

2、编号：1671—9816(2014)03—0030—031概况炭补充勘探报告》，该组泥岩、砂质泥岩，原始状态完整性较好，RQD值22％～77％，刀刻硬度为软至半乌优特露天煤矿位于锡林浩特市巴彦宝力格煤坚硬。砾岩、砂岩RQD值为28％～87％，刀刻硬度为田东北部翘起端的外围，井田内地形平坦，海拔标高软、半坚硬和坚硬。泥岩、砂质泥岩、砾岩、砂岩抗风为903～914m，可采煤层共8个煤层，其中4—2煤层化能力均较强，不易风化。为主要可采煤层，煤层可采厚度为1．3O2O．25m，平3)煤岩组。阿拉坦合力群上段J含6个

3、煤组均为7．88m。露天煤矿设计生产能力为3．00Mt／a，服(2、3、4、5、6、7)8层可采煤层，6—1煤以上为露天开务年限21a。开采工艺基建时期采用单斗卡车工艺，采煤层，层位基本稳定，属于软弱岩层。生产期间采用半连续工艺。目前该矿处于基建期，在2．2岩土强度参数露天矿的生产建设期间选取合理的露天矿边坡角是设计中的岩土力学指标和考虑了乌优特井田煤保证矿山生产边坡稳定的必要条件，同时也是提高煤炭勘察报告成果及锡林郭勒盟临近露天矿区资料，炭回收量(生产过程)或者减少露天矿剥离量(设计过岩土物理力学性质指标见

4、表1。程减少补充扩帮量)的重要因素，可以说露天矿边坡表1岩土物理力学性质指标角是影响露天矿经济效益的一个重要指标㈣。2工程地质条件2．1岩层组依据岩土体的工程地质特征及成因，将乌优特露天煤矿边坡剥离范围内岩土体划分为3大岩层组。1)松散层。该组主要有第四系全新统(Q)土黄色、棕褐色粉砂和冲积砂所组成，广布井田地表，厚1．00～141．50m，平均厚度62．73m。与下伏老地层呈不整合接触。2)砂岩泥岩互层组。该组属于侏罗系中、下阿拉坦3边坡稳定性计算合力群(J)，为主要含煤地层。岩f生组合主要以板岩化3．1影

5、响边坡稳定的因素的深灰色砂质泥岩为主，含植物化石碎片，夹坚硬砂岩。该区构造整体形态为一隆起，向四周倾伏的短根据《内蒙古自治区巴彦宝力格乌优特井田煤轴背斜，NW、SW方向倾角较大，倾角一般在5。～收稿日期：2013—11-1917。，NE、SE方向倾角较小，倾角一般在3。～10。。露作者简介：曹克楠(1986一)，男，助理工程师，学士学位，2009年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，现在中煤国际工天煤矿首采区位于该隆起部位，因此非工作帮、端帮程集团北京华宇工程有限公司工作。边坡倾向与岩层倾向大致相反，属于逆倾边坡

6、，工作l冒圈露天采矿技术2014-f-~3期·31·帮边坡处岩层倾向大致水平。(yw-)表示【。此时作用于条块i上的力有：根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001)，乌优特露天煤矿所在地区地震烈度相当于5度。可以不考虑地震对边坡稳定的影响。该区未见常年有水的地表水体，仅在丰水年的雨季(7、8、9月)，在地势相对低洼处见有暂时性积水，其分布面积及水量均有限。但因大气降水较集图1边坡体的条分及条块体的几何尺寸和受力分析中，遇大雨或暴雨时，极可能形成短暂的地表洪水。1)自重，由岩土自身的几何参数和重度

7、确定。大气降水将积聚在采掘场底部，如不能及时疏干，势2)地震力K。，其中K。为地震的影响系数。必会软化薄层软岩，大大降低其强度，进而影响整个3)坡面外力Q，由外荷载或锚索等加载作用产边坡的稳定性。生，与垂直方向夹角为。根据区域水文地质资料，该露天煤矿含水层主要4)条间力，与水平方向的夹角为；沿条块界为新生界松散岩类孔隙潜水含水层，侏罗系中下统河面垂直和法线方向的分量分别是，区。湖相碎屑岩类承压含水层；隔水层为第四系砂质粘土、5)条块界面上的孔隙水压力Pw。可由浸润线的粘土和侏罗系中下统薄层砂质泥岩和泥岩。侏罗

8、系含位置确定。水层渗透系数低，富水性弱一中等，水量较小，对边坡6)条底法向应力。稳定性影响不大；第四系含水层中局部地区渗透系数7)条底剪切力S。较大，地下水对于松散层土质边坡的稳定性影响较大。8)条底孔隙水压力，可由浸润线的位置确定。煤层也是边坡的组成部分，据煤层燃点测试结极限平衡法中求边坡稳定系数具有代表性的2果，为易自燃煤。自燃后，其强度急剧降低，影响边坡种方法是瑞典条分法和Bishop法，瑞典